氣動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2024-08-25 19:14本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】夾持式手部結(jié)構(gòu)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11. 手腕的自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14. 在設(shè)計(jì)機(jī)械手臂座的時(shí)候，用兩個(gè)電機(jī)提供動(dòng)力。電機(jī)2同樣也是通過(guò)諧波減速器減速后，通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)軸，把動(dòng)力傳到底部。步齒型帶傳遞動(dòng)力。就停止在所要求的位置上了。開(kāi)，同時(shí)離合器在彈簧力的作用下自動(dòng)嚙合，手臂恢復(fù)原有的運(yùn)動(dòng)。須使其自動(dòng)停止。手臂在極限位置自動(dòng)停止，反向運(yùn)行的條件完全是靠離合齒上的凸起部分。部分斜面的升角β≥arctgμν。與滑塊在滑動(dòng)時(shí)才不會(huì)發(fā)生自鎖。此方案在臂關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上與方案一有所不同。其余與方案一相同。究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域?；降闹匾獦?biāo)志。備.機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，
【正文】 式中 :J 參與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的部件對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 )..( 2scmN 。 1J 工件對(duì)手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 )..( 2scmN `。 若工件中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不重合，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 1J 為 : gGJJ c 11 ?? 21e 式中 : cJ 工件對(duì)過(guò)重心軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 )..( 2scmN : 1G 工件的重量 (N)。 1e 工件的重心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的 偏心距 (cm), ? 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度 (弧度 /s)。 t? 起動(dòng)過(guò)程所需的時(shí)間 (s)。 ?? — 起動(dòng)過(guò)程所轉(zhuǎn)過(guò)的角度 (弧度 )。 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件和工件的偏重對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線所產(chǎn)生的偏重力矩 M偏 ?偏M 11eG + 33eG ( cmN? ) 式中 : 3G 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件的重量 (N)。 16 3e 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件的重心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的偏心距 (cm) 當(dāng)工件的重心與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合時(shí)，則 11eG 0? . 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸在軸頸處的摩擦阻力矩 封M ?封M )(2 12 dRdRf BA ? ( cmN? ) 式中 : 1d ， 2d 轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸頸直徑 (cm)。 f 摩擦系數(shù)，對(duì)于滾動(dòng)軸承 ?f ，對(duì)于滑動(dòng)軸承 ?f 。 AR , BR 處的支承反力 (N)，可按手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸的受力分析求解， 根據(jù) 0?? ）（ FMA ,得 : 33lGlRB ? ? lGlG 122 ? BR ? l lGlGlG 332211 ?? 同理，根據(jù) BM? (F) 0? ,得 : l llGllGllGR A )()()( 332211 ?????? 式中 : 2G 的重量 (N) 321 , llll ,— 如圖 41所示的長(zhǎng)度尺寸 (cm). 轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩 M封，與選用的密襯裝置的類型有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析。 在機(jī)械手的手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中所采用的回轉(zhuǎn)缸是單葉片回轉(zhuǎn)氣缸，它的原理如圖 42所示，定片 1與缸體 2固連，動(dòng)片 3與回轉(zhuǎn)軸 5固連。動(dòng)片封圈 4把氣腔分隔成兩個(gè) .當(dāng)壓縮氣體從孔 a進(jìn)入時(shí)，推動(dòng)輸出軸作逆時(shí) 4回轉(zhuǎn)，則低壓腔的氣從b孔排出 。反之，輸出軸作順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)。單葉氣缸的壓力 P驅(qū)動(dòng)力矩 M的關(guān)系為 : 2 )( 22 rRpbM ?? , 或 )( 2 22 rRb Mp ?? 第五章 手臂伸縮、升降、回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核 17 手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計(jì) 手臂伸縮氣缸采用標(biāo)準(zhǔn)氣缸，參看各種型號(hào)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，尺寸參數(shù)，結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，氣缸用 CTA型氣缸，尺寸系列初選內(nèi)徑為 ? 100/63： 尺寸校核 校核尺寸時(shí)，只需校核氣缸內(nèi)徑 1D =63mm,半徑 R=滿足使用要求即可 ,設(shè)計(jì)使用壓強(qiáng) MPaP ? , 則驅(qū)動(dòng)力： 2RPF ??? )(12 46 03 26N? ???? 測(cè)定手腕質(zhì)量為 50kg,設(shè)計(jì)加速度 )/(10 sma? ，則慣性力 maF?1 )(5001050 N? ?? ，設(shè)定摩擦系數(shù) ?k , ? )(100 N? ?? ? 總受力 mFFF ?? 10 )(600 100500N? ?? FF?0 所以標(biāo)準(zhǔn) CTA氣缸的尺寸符合實(shí)際使用驅(qū) 動(dòng)力要求要求。 氣壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手臂在進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了防止手臂繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設(shè)計(jì)手臂結(jié)構(gòu)時(shí)， 應(yīng)該采用導(dǎo)向裝置。具體的安裝形式應(yīng)該根據(jù)本設(shè)計(jì)的具體結(jié)構(gòu)和抓取物體重量等因素來(lái)確定，同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局上應(yīng)該盡量減少運(yùn)動(dòng)部件的重量 18 和減少對(duì)回轉(zhuǎn)中心的慣量。 導(dǎo)向桿目前常采用的裝置有單導(dǎo)向桿，雙導(dǎo)向桿，四導(dǎo)向桿等，在本設(shè)計(jì)中才用單導(dǎo)向桿來(lái)增加手臂的剛性和導(dǎo)向性 。 平衡裝置 在本設(shè)計(jì)中，為了使手臂的兩 端能夠盡量接近重力矩平衡狀態(tài)，減少手抓一側(cè)重力矩對(duì)性能的影響，故在手臂伸縮氣缸一側(cè)加裝平衡裝置，裝置內(nèi)加放砝碼，砝碼塊的質(zhì)量根據(jù)抓取物體的重量和氣缸的運(yùn)行參數(shù)視具體情況加以調(diào)節(jié)，務(wù)求使兩端盡量接近平衡。 手臂升降氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核 尺寸設(shè)計(jì) 氣缸運(yùn)行長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為 l =118mm,氣缸內(nèi)徑為 1D =110mm,半徑 R=55mm,氣缸運(yùn)行速度，加速度時(shí)間 t? =,壓強(qiáng) p=,則驅(qū)動(dòng)力 ``20 . RpG ?? 26 ???? )(3799N? 尺寸校核 1．測(cè)定手腕質(zhì)量為 80kg,則重力 mgG? )(8001080 N? ?? 1， 設(shè)計(jì)加速度 )/(5 sma? ，則慣性力 maG?1 )(400580 N? ?? 3. 考慮活塞等的摩擦力，設(shè)定一摩擦系數(shù) ?k ， ? )(40 N? ?? ? 總受力 mq GGGG ??? 1 19 )(1240 40400800 N? ??? 0GGq? 所以設(shè)計(jì)尺寸符合實(shí)際使用要求。 手臂回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核 尺寸設(shè)計(jì) 氣缸長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為 mmb 120? ,氣缸內(nèi)徑為 mmD 2101 ? ,半徑 R=105mm,軸徑 mmD 402 ? 半徑 mmR 20? ,氣缸運(yùn)行角速度 ? = s/90? ，加速度時(shí)間t? ? ,壓強(qiáng) MPaP ? , 則力矩： 2 )( 22 rRpbM ?? ).(2 55 2)0 ( 226mN????? 尺寸校核 1．測(cè)定參與手臂轉(zhuǎn)動(dòng)的部件的質(zhì)量 kgm 1201 ? ,分析部件的質(zhì)量分布情況， 質(zhì)量密度等效分布在一個(gè)半徑 mmr 200? 的圓盤(pán)上，那么轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 221rmJ? 2 2?? ? （ ） tJM ?? ?.慣 ).(108 mN??? 考慮軸承，油封之間的摩擦力，設(shè)定摩擦系數(shù) ?k , 慣摩 MkM .? 20 ）（ ? ?? 總驅(qū)動(dòng)力矩 摩慣驅(qū) MMM ?? ）（ ? ?? MM〈驅(qū) ? 設(shè)計(jì)尺寸滿足使用要求。
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